供配电技术第5章供配电网络.ppt

第五章供配电网络,第一节供配电网络结构； 第二节供配电线路结构； 第三节电力线缆的选择； 第四节电气平面布线图； 习题,第一节供配电网络结构,供配电网络：各电压等级供配电线路 供配电网络结构：各电压等级供配电线路的接线形式 供配电网络分类： 供配电网络按电压等级可分为： 高压网络：＞1KV 低压网络：≤1KV 按结构和敷设方式可分为: 架空线路电缆线路室内线路 按供配电网络的接线型式可分为: 放射式树干式环式,图5－1几种基本接线型式,,（a）放射式（b）双回路放射式（c）树干式（d）环式（e）链式,一、高压网络的接线方式,1、放射式接线 放射式接线可分为： ⑴单回路放射式(图5－2a) ⑵双回路放射式(图5－2b),图5－2放射式接线 a)单回路放射式,特点: 供电可靠性较高,操作灵活方便，易于实现保护和自动化； 但有色金属消耗量较大，投资较高图5－2放射式接线 b)双回路放射式,特点: 供电可靠性高； 但有色金属消耗量大，投资高一般仅用于重要的一、二级负荷用户2、树干式接线,⑴单回路树干式接线(图5－3a) ⑵串联树干式（图5－3b） ⑶双回路树干式接线（图5－3c）,图5－3 a、单回路树干式,特点: 出线回路数较少，节省有色金属及一次性投资； 但运行可靠性较差。

只能为三级负荷供电,图5－3 b、串联树干式,当干线上出现故障后，可将故障点以后的线路切除，以缩小停电范围,图5－3c、双回路树干式,供电可靠性高，将双回线路引自不同的电源，实现电源和线路的两种备用3、环式接线,⑴单环式接线：图5－4a ⑵双环式接线: 图5－4b,图5－4 a-单环式接线,电源可以是一到两个，正常开环运行，开环点选在功率分点可靠性较高，网络中任何一段线路检修时均不会造成用户停电，可向一、二级负荷供电图5－4 b-双环式接线,供电可靠性非常高，一次性投资也比较高二、低压网络的接线方式 1、放射式接线 图5－5低压放射式接线,特点： 故障时互不影响，供电可靠性较高； 有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多 多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电2、树干式接线 图5－6低压树干式接线 a-母线型放射式,特点:灵活方便，也比较安全，适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备2、树干式接线 图5－6低压树干式接线 b- “变压器一干线组”,特点: 接线省去了低压侧整套配电装置， 结构大为简化，投资大为降低2、树干式接线 图5－7 低压链式接线图,a-连接配电箱; b-连接设备.,链式接线适于用电设备彼此相距很近、而容量均较小的次要用电设备 要求： 链式相连的设备一般不宜超过 5台， 链式相连的配电箱不宜超过 3台， 总容量不宜超过 10KW。

3、环式接线,一台变压器供电的环形接线，如图5－8 相邻变配电所也可以通过低压联络线相互连接成为环形 供电可靠性较高，但保护装置及其整定配合较复杂 低压环形线路多采用开环方式运行图5－8,说明,《供配电系统设计规范》（GB50052—95）规定： “供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级 高低压配电线路都应尽可能深入负荷中心，以减少线路的电能损耗和有色金属消耗量，且有利于提高电压水平第二节供配电线路结构,一、架空线路 二、电缆线路 三、低压配电线路,一、架空线路,架空线路是指安装在室外的电杆上，用来输送电能的线路 特点： 成本低、投资少，安装容易，维护和检修方便，易于发现和排除故障等 （一）架空线路的结构 架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成，如图5－9所示为了防雷，有的架空线路上还装设有避雷线（即架空地线）为了加强电杆的稳固性，有的电杆还安装有拉线或扳桩图5－9 架空线路的结构,(a)低压架空线路；(b)高压架空线路 1—低压导线；2—针式绝缘子；3—横担；4—低压电杆；5—横担； 6—高压悬式绝缘子串；7—线夹；8—高压导线；9—高压电杆；10—避雷线,1、导线,导线是线路的主体，担负着输送电能的功能。

导线必须具有良好的导电性，同时要具有一定的机械强度和耐腐蚀性 导线按材质分有铜、铝和钢 常用导线及其性能如表5－1所示 各种裸导线的结构如图5－10所示表5－1,图5－10各种裸导线的结构,(a)单股线；(b)、(c)一种金属的多股绞线；(d)两种金属的多股绞线,2、电杆,根据材质可分： 木杆、铁塔、钢管杆和钢筋混凝土杆四种 按作用和受力分： 直线杆、转角杆、耐张杆、终端杆、换位杆和跨越杆等 图5－11：各种杆型的应用示意图 图5－12：耐张杆和直线杆的应用图5－11各种杆型在低压架空线路上的应用,1、5、11、14—终端杆；2、9—分支杆；3—转角杆； 4、6、7、10—直线杆(中间杆)；8—分段杆(耐张杆)；12、13—跨越杆,换位杆用于将各相导线换位而使各相电抗基本相等 换位杆和跨越杆一般均为耐张型电杆图5－12耐张杆和直线杆的应用,3、绝缘子,绝缘子由陶瓷、玻璃或硅橡胶等材料制成，主要型式有针式、悬式、棒式和蝶式几种 （1）针式绝缘子主要用于10kV及以下的线路上 （2）悬式绝缘子主要用于35kV及以上的线路上，组装成绝缘子串使用 （3）棒式绝缘子又称作瓷横担，它广泛应用于10～35kV的电力网中。

（4）蝶式绝缘子,用于与悬式绝缘子组成绝缘子串，以简化金具结构；低压蝶式绝缘子用于终端杆、耐张杆和转角杆作为绝缘和固定导线 各种常用绝缘子的型式如图5－13所示图5－13 各种常用绝缘子的型式,(a)针式；(b)悬式； (c)蝴蝶式；(d)瓷横担 1—挂环；2—绝缘子； 3—吊环；4—线夹,4、横担,设于杆塔上，用于安装绝缘子，使导线之间保持一定距离 根据受力情况可分为中间型、耐张型和终端型横担 根据材质可分为木横担、铁横担和瓷横担5、金具 在架空线路上所使用的金属部件总称为金具 如图5－14所示图5－14 架空线路 常用金具,(a)直脚及绝缘子； (b)弯脚及绝缘子； (c)穿芯螺钉； (d)U形抱箍； (e)花篮螺钉； (f)悬式绝缘子串及金具； (g)悬垂线夹； (h)耐张线夹； (i)压接管； (j)钳接管 1—球头挂环； 2—绝缘子； 3—碗头挂板； 4—悬垂线夹； 5—架空导线,6、拉线 为了平衡电杆各方面的作用力，并抵抗风压以防止电杆倾倒,终端杆、转角杆、分段杆等都装有拉线 拉线的结构如图5－15所示图5－15,1-电杆；2-拉线的抱箍；3-上把； 5－拉线绝缘子；5-腰把；6-花篮螺钉； 7-底把；8-拉线底盘,（二）架空线路的敷设 1、敷设要求 （1）不同电压等级的线路应满足不同的档距要求。

如：380V线路，档距为50～60m；6～10kV线路，档距为80～120m （2）架空线路应沿道路平行敷设，避免通过各种起重机频繁活动地区和各种露天堆场 （3）应尽可能减少与其他设施的交叉和跨越建筑物 （4）架空线路不应采用单股的铝线或铝合金线 （5）架空线路的导线与地面的距离，在最大计算弧垂情况下，不应小于表5－2所列数值 （6）架空线路与建筑物间的最小距离，不应小于表5－3所列数值表5－2城市架空导线与地面的最小距离(m),表5－3城市架空线路与建筑物间的最小距离 (m),（7）向一般负荷供电的高低压线路宜同杆架设为了维护方便和减少停电机会，直线杆横担不宜超过四层（包括路灯线路）；向重要负荷供电的双电源线路，不应同杆架设 （8）导线间隔应满足如下条件： 1）10kV及以下线路与35kV线路同杆架设时，导线间垂直距离不应小于2m；同杆架设的10kV及以下双回路或多回路线路的横担垂直距离，不应小于表5－4中所列数值 2）通信电缆与6～10kV架空线路合杆时，其间距不得小于2.5m广播线路及通信电缆与380kV及以下架空线路合杆时，其间距不得小于1.5m表5－4同杆架设10kV及以下线路的横担间的最小垂直距离(m),2、敷设路径的选择 选择架空线路路径的原则： ①路径要短，转角要少； ②交通运输方便，便于施工架设和维护； ③尽量避开河洼和雨水冲刷地带及易撞、易燃、易爆等危险的场所； ④不应引起机耕、交通和人行困难； ⑤应与建筑物保持一定的安全距离； ⑥应与工厂和城镇的建设规划协调配合，并适当考虑今后的发展。

3、导线在电杆上的排列方式,1）三角形排列，如图5－16b、c所示，适用于三相三线制导线 2）水平排列，如图5－16f所示 3）三角、水平混合排列，如图5－16d所示，适用于多回路导线同杆架设 4）垂直排列，如图5－16e所示，适用于多回路导线同杆架设 说明： 1）三相四线制低压架空线路采用水平排列时，由于中性线的电位在三相对称时为零，而且其截面也较小，机械强度较差，所以一般架设在靠近电杆的位置 2）电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上面，电压较低的线路则架设在下面图5－16导线在电杆上的排列方式,(a)三相四线制水平排列；(b)、(c)三相三线制三角形排列；(d)多回路导线三 角、水平混合排列；(e)多回路导线垂直排列；(f)三相三线制水平排列 1—电杆；2—横担；3—导线；4—避雷线,4、架空线路的档距与弧垂 档距:同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离 弧垂:指架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线悬挂点间的垂直距离，如图5－17所示 导线的弧垂是由于导线存在着荷重所形成的弧垂大小应适当，过大则在导线摆动时容易引起相间短路，而且可造成导线对地或对其它物体的安全距离不够；过小则使导线内应力增大，在天冷时可能会收缩绷断。

图5－17架空线路的档距和弧垂 (a)平地；(b)坡地,档距-架空线路上相邻两根电杆之间的水平距离 弧垂-架空线路一个档距内导线最低点与两端电杆上导线悬挂点间的垂直距离,二、电缆线路,缺点：成本高，投资大、维修不便； 优点：具有运行可靠、不易受外界影响、不需架设电杆、不占地面、不碍观瞻 （一）电力电缆的构造 电力电缆由导体、绝缘层、护套层和铠装层四部分组成，如图5－18所示图5－18电力电缆的构造 1—导线(体)；2—相绝缘层；3—带绝缘层； 4—护套层；5—铠装层；6—外护套层,图5－18 电力电缆的构造,a）单芯无铠装电缆（YJV、YJLV） b)三芯钢带铠装电缆（YJV22 、YJLV22） c)三芯无铠装电缆（YJV、YJLV） 1、导体，2、导体屏蔽，3、交联聚乙烯绝缘， 4、绝缘屏蔽，5、金属屏蔽，6、填充， 7、隔离套（内护层），8、钢带铠装， 9、聚氯乙烯外护套,1、导体,电力电缆的导体：多股铜绞线、铝绞线 根据电缆中导体数量的不同可分为单芯、三芯、四芯和五芯电缆 单芯电缆的导线截面是圆形的 而三芯、四芯和五芯电缆导体的截面通常是扇形的 三芯电力电缆的芯线截面通常为三芯等截面； 四芯电力电缆的芯线截面通常为四芯等截面或三芯等截面加一芯二分之一截面； 五芯电力电缆的芯线截面通常为三芯等截面加二芯二分之一截面或四芯等截面加一芯二分之一截面。

2、绝缘层,绝缘层的作用： 使电缆中导体之间、导体与保护层之间保持绝缘 绝缘材料的种类： 油浸纸 橡胶 聚氯乙烯 交联聚乙烯 氧化镁等,1）油浸纸绝缘电力电缆 优点：允许运行温度较高、介质损耗低、耐电压强度高、使用寿命长 缺点：绝缘材料弯曲性能差、不能在低温时敷设，否则易损伤绝缘 目前，油浸纸绝缘电力电缆已逐渐被其他绝缘层电力电缆替代2）聚氯乙烯绝缘电力电缆 优点: 制造工艺简便，没有敷设高差限制，重量轻，弯曲性能好，接头制作简便，耐油、耐酸碱腐蚀，不延燃，价格便宜 因此，可以在很大范围内代替粘性油浸纸绝缘电力电缆，尤其路高差较大或敷设在桥架、槽盒内以及在含有酸、碱等化学性腐蚀士质中直埋时，均可采用聚氯乙烯绝缘电缆； 缺点:绝缘电阻较低，介质损耗较高 因此6kV重要回路电缆，不宜用聚氯乙烯绝缘电力电缆3）橡皮绝缘电力电缆 弯曲性能较好，能够在严寒气候下敷设，特别适用于敷设线路水平高差大或垂直敷设的场合它不仅适用于固定敷设的线路，也可用于移动式线路移动式电气设备的供电回路应采用橡皮绝缘橡皮护套软电缆；有屏蔽要求的回路，应具有分相屏蔽普通橡胶遇到油类及其化合物时，很快就被损坏，因此在可能经常被油浸泡的场所，宜使用耐油型橡胶护套电缆。

普通橡胶耐热性能差，允许运行温度较低，故对于高温环境又有柔软性要求的回路，宜选用乙丙橡胶绝缘电缆，乙丙橡胶绝缘电缆即使在潮湿环境下也具有良好的耐高温性能，线芯长期允许工作温度可达90℃。